Se è vero che la natura non smette mai di stupire, anche la ricerca dei suoi aspetti più indistinti e misteriosi non finisce mai di sorprendere. E’ il caso del nuovo telescopio sottomarino da record: dove trovarlo e quando sarà pronto.
Può sembrare un concetto scontato, ma le vie della natura sono davvero infinite. Tutto ciò che ci circonda non smette mai di rivelarsi in veste nuova e diversa ogni volta, sebbene all’apparenza sembra che nulla cambi.
Per questo motivo la ricerca e l’innovazione sono sempre alla continua scoperta di nuovi aspetti del mondo in cui viviamo, a partire dall’essenza di ciò che lo compone. Per parafrasare Shakespeare, siamo fatti della stessa sostanza dell’universo.
Le particelle atomiche che compongono il grande spazio infinito fanno parte anche di noi, così come di tutto ciò che vive e abita il nostro pianeta. Esistono però delle particelle talmente piccole da non essere note neanche ai più grandi strumenti ottici, ovvero i telescopi, la cui funzione è proprio quella di osservare non soltanto gli oggetti più lontani ma anche le loro particolarità più minuziose.
Questo è ciò che ha spinto gli studiosi e i ricercatori a sviluppare il telescopio sottomarino più grande del mondo in grado di osservare i neutrini. Di seguito, tutti i dettagli.
Cosa sono i neutrini e dove si trovano
I neutrini sono delle particelle caratterizzate dalla mancanza di carica elettrica e sono le più sfuggenti mai scoperte finora, in quanto la loro massa è talmente piccola che ancora non si ha avuto modo di poterla misurare con precisione. Ma per quanto siano elusive, sono anche le particelle elementari più diffuse essendo presenti praticamente ovunque, compreso il nostro corpo.
Tutto comincia quasi 15 miliardi di anni fa con il Big Bang, anche se questa tesi viene oggi messa in discussione: l’esplosione ha prodotto una quantità spropositata di neutrini. I neutrini, infatti, costellano il nostro universo e sono prodotti principalmente dal centro del sole, delle stelle e delle sorgenti fuori dalla galassia, le cosiddette sorgenti extragalattiche.
Proprio perché possono essere nello stesso momento in migliaia di spazi differenti e attraversare strati su strati della materia, riuscire a rilevarli è molto complesso.
Soprattutto perché avendo una carica nulla e una massa davvero minuscola, anche se attraversano tutti i tipi di materia, molto raramente interagiscono con essa. Non a caso sono anche definiti come particelle fantasma, perché penetrano nella materia ma senza creare perturbazioni o scompensi, in maniera silenziosa e spettrale.
Lo stesso corpo umano è attraversato in ogni momento da miliardi di neutrini in maniera indisturbata, ma riuscire ad individuarli, e studiarli, è praticamente un’impresa.
Lo studio dei neutrini, però, è estremamente importante in quanto permette di comprendere meglio la materia, le stelle e tutta la struttura cosmologica. Ma soprattutto è importante insistere nell’analisi dei neutrini per capire meglio la radioattività naturale, la quale incide in maniera decisiva sugli equilibri del pianeta.
Per questo motivo negli anni il mondo della fisica ha cercato di avvicinarsi ai neutrini quanto più possibile attraverso lo sviluppo di telescopi sempre più sensibili che potessero penetrare fino ad arrivare alla minuziosità dei neutrini. Il telescopio per rilevare i neutrini più grande al mondo è stato già costruito, ma la notizia di un nuovo telescopio sottomarino da record potrebbe fargli perdere il primato.
Qual è il telescopio per neutrini più grande al mondo
Sono trascorsi ormai più di dieci anni da quando il primo rilevatore di neutrini più grande al mondo ha fatto capolino nel mondo scientifico. Stiamo parlando dell’IceCube Neutrino Observatory, ovvero dell’osservatorio di neutrini costruito nelle profondità del ghiaccio dell’Antartide, al Polo Sud. IceClub ha cominciato a funzionare per la prima volta nel 2011, ma nel corso di questi anni sono già state molte le scoperte in merito a queste particelle elusive.
I neutrini ci permettono, infatti, di avere informazioni dalle fonti astronomiche circa i fenomeni che colpiscono l’universo. Per questo il loro studio è stato perfezionato attraverso questo osservatorio, grazie al sistema di superficie IceTop e al sistema di riempimento denso DeepCore, progettato come un esperimento multiuso.
Come si può leggere sul sito ufficiale di IceCube, sono oltre trecento e quasi sessanta istituzioni in 14 paesi che fanno parte di questo progetto a stampo internazionale. Queste scoperte riguardano infatti tutto il nostro pianeta e più si riesce a rilevare i neutrini, più riusciremo a capire le dinamiche del nostro universo e di ciò che siamo. Per questo la ricerca non si è fermata all’IceCube.
Anche se i neutrini difficilmente riescono ad agire con la materia, ciò potrebbe essere diverso con l’acqua, in quanto possono passare indisturbati senza subire l’assorbimento delle radiazioni cosmiche ma anche creare dei surrogati che mandano lampi di luce.
Una sorta di segnale che può essere così colto dai ricercatori e riuscire a ricostruire sia l’energia ma anche le origini dei neutrini. In questo senso, i grandi volumi dell’acqua a mare aperto potrebbero così fare da schermo ai rilevatori di neutrini, per proteggerli dalle radiazioni. Ed è qui che è nata l’idea di un telescopio sottomarino per neutrini.
Il telescopio sottomarino record: quando sarà pronto
Questa volta si passa dai ghiacciai del polo artico al fondale dell’Oceano Pacifico occidentale. Il nuovo telescopio per neutrini sarà così sottomarino e dietro al suo sviluppo vede la Cina. I ricercatori dell’Università Jiao Tong di Shanghai stanno mettendo a punto un lungo e accurato studio che, una volta portato a termine, vedrà la nascita del Tropical Deep-sea Neutrino Telescope (Trident).
L’obiettivo è di rendere il telescopio attivo già nel prossimo 2030. Come rivelato dalla rivista scientifica Nature Astronomy, questo nuovo telescopio sottomarino si pone come scopo principale quello di riuscire a rilevare i neutrini e riuscire a leggere in maniera più realistica possibile tutte le informazioni che sono in grado di trasmettere.
Come già accennato, i grandi volumi di acqua possono facilitare il compito di riuscire a catturare i neutrini grazie alla possibilità di fare da scudo alle radiazioni cosmiche, da cui i neutrini sono immuni.
Come spiegato nella pubblicazione, “i telescopi per neutrini osservano le interazioni dei neutrini rilevando i fotoni Cherenkov generati nel mezzo. Misurando il numero di questi fotoni e i loro tempi di arrivo si possono ricostruire informazioni sul neutrino coinvolto nell’interazione. Per rilevare in modo efficiente questa luce, un’eccellente chiarezza ottica è un requisito importante nella selezione del sito”.
Per questo dopo vari studi l’Oceano è risultato essere quello più efficace dopo l’IceCube. Il nuovo telescopio sottomarino sonderà i neutrini in un volume d’acqua di 7,5 chilometri cubici, con 24mila sensori ottici su 1211 cavi lunghi 700 metri ognuno.
Se rapportiamo questi dati con l’IceCube, che scansiona i neutrini su un’area grande un chilometro cubo, la precisione e la sensibilità del telescopio sottomarino progettato dalla Cina risulterà molto più proficua. Anche se il rilevatore potrà vedere la sua attivazione tra sette anni, è più probabile però che il progetto pilota veda il suo pieno sviluppo già tra tre anni, nel 2026.